ES2305861T3 - Transmision planetaria. - Google Patents

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Abstract

Transmisión planetaria, en particular para máquinas herramientas, con un árbol de accionamiento que está unido a un piñón planeta, con un árbol de salida (3) que está unido a un portasatélites y que va apoyado en la carcasa de la transmisión por medio de un primer cojinete exterior (5) y un segundo cojinete interior (6), estando separados entre sí los dos cojinetes por un aro de pistón (8), con un cojinete axial (9), con una corona de dentado interior (10) dispuesta de modo giratorio en la carcasa de la transmisión por medio de un cojinete de corona (11), con un manguito deslizante (26) desplazable axialmente y con un circuito de engrase en la transmisión, caracterizada porque la carcasa está dotada de una entrada de aceite (13) que está en comunicación con una bomba de aceite situada en el exterior de la transmisión, porque la entrada de aceite está en comunicación con el primer cojinete exterior (5) del árbol de salida (3) a través de un conducto de aceite (16), porque entre el primer cojinete exterior (5) y el segundo cojinete interior (6) está colocado un aro de pistón (8) dotado de un orificio de paso para el aceite, porque el primer cojinete exterior (5) está en comunicación con el cojinete axial (9) a través de un circuito de alimentación de aceite y porque el cojinete axial (9) está en comunicación con el cojinete de la corona (11) a través de una oquedad (17), estando separada la oquedad (17) de un drenaje de aceite (14) previsto en la carcasa de la transmisión por una parte de pared (18).

Description

Transmisión planetaria.
La presente invención se refiere a una transmisión planetaria, en particular para máquinas herramientas, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Esta clase de transmisiones planetarias que generalmente están realizadas como transmisiones planetarias de una o varias etapas, se emplean principalmente en los accionamientos de máquinas herramientas así como en un centro de torneado, de fresado y de mecanizado. Las transmisiones planetarias con cambio de marcha incrementan la anchura de banda de potencia de los motores de los husillos principales para aumentar la flexibilidad de las máquinas herramientas para el mecanizado de diferentes materiales, gracias a pares elevados o altas revoluciones. Las por ejemplo dos relaciones de transmisión se obtienen al poder acoplar por una parte el árbol de accionamiento, que va unido a un piñón planeta, con una corona de dentado interior, y por otra parte al poder acoplar la corona de dentado interior con la carcasa. Un portasatélites está unido al árbol de salida.
Por el documento DE A 199 17 673 de la solicitante se conoce una transmisión planetaria de dos etapas de esta clase, con un árbol de entrada y un árbol de salida que están alojados en una carcasa por medio de rodamientos. El árbol de entrada está unido a un piñón planeta que engrana con piñones satélites, que van apoyados sobre unos ejes de satélite en un portasatélites, que está unido al árbol de salida mediante una unión de ajuste positivo. Los piñones satélites engranan con una corona hueca, que va apoyada de modo giratorio en la carcasa o en el portasatélites por medio de un cojinete de rodamiento, y que está unida con ajuste positivo a un buje. El buje está unido a prueba de torsión por medio de un dentado exterior con una primera parte del manguito deslizante. Sobre el manguito deslizante va un cojinete de rodamiento. También hay una parte exterior desplazable axialmente en la carcasa, conducida sobre un bulón de apoyo, transmitiéndose el desplazamiento axial desde la parte exterior al cojinete de rodamiento.
El desplazamiento del manguito deslizante se realiza para ello mediante un dispositivo de cambio, cuyo elemento de ajuste es un electroimán o una unidad de cambio con motor, y cuyo inducido está unido cinemáticamente con el manguito deslizante.
Una transmisión planetaria de este tipo presenta una multitud de componentes giratorios con sus correspondientes cojinetes, que se han de lubricar con un aceite adecuado. La mayoría de las transmisiones planetarias convencionales para máquinas herramientas emplean un engrase por baño de aceite, que sin embargo presenta el inconveniente de adolecer de grandes pérdidas por chapoteo, y de que las revoluciones máximas posibles de la corona de dentado interior están limitadas por el cojinete de la corona, que se calienta, pero sin que pueda disipar ya el calor absorbido. En el caso de engrase por baño de aceite es posible la refrigeración del aceite mediante engrase por recirculación, pero esto no impide las pérdidas por chapoteo.
También se han desarrollado transmisiones planetarias con engrase por recirculación y refrigeración del aceite. También aquí sigue habiendo grandes pérdidas por chapoteo, pudiendo alcanzarse sólo de modo condicional las revoluciones máximas superiores buscadas para la corona de dentado interior. En el caso de revoluciones demasiado altas, el aceite es lanzado desde el centro en dirección hacia la carcasa debido a la fuerza centrífuga debida a la rotación, llegando a producirse falta de aceite en el centro de la transmisión durante el régimen permanente, lo que a su vez da lugar a herrumbre de contacto. También se ha intentado que una transmisión planetaria funcionara con lubricación por niebla de aceite. Pero esto hay que excluirlo para transmisiones planetarias ya que a altas revoluciones la niebla de aceite no puede llegar hasta el centro, es decir no puede llegar hasta el piñón planeta, debido al intenso efecto de ventilador de la corona de dentado interior. Por este motivo llega a producirse falta de engrase en el cojinete axial, y también surge herrumbre de contacto.
El objetivo de la presente invención es el de crear una transmisión planetaria que lleve un circuito de engrase mediante el cual se puedan alcanzar en la corona de dentado interior revoluciones más altas que hasta ahora, y al mismo tiempo con unas temperaturas más bajas, y donde ya no se produzca herrumbre de contacto.
Partiendo de una transmisión planetaria de la clase citada inicialmente, se resuelve este objetivo con las características indicadas en la parte caracterizante de la reivindicación 1; otras realizaciones ventajosas se describen en las reivindicaciones subsidiarias.
La invención parte por lo tanto de una transmisión planetaria, en particular para máquinas herramientas, con un árbol de accionamiento que está unido a un piñón planeta, con un árbol de salida que está unido a un portasatélites y que por medio de un primer cojinete exterior y de un segundo cojinete interior está alojado en la carcasa de la transmisión, estando los dos cojinetes separados entre sí por un aro de pistón, con un cojinete axial, con una corona de dentado interior dispuesta de modo giratorio en la carcasa de la transmisión por medio de un cojinete de la corona, con un manguito deslizante desplazable axialmente que va apoyado en un cojinete de casquillo deslizante, con una bomba de aceite y con un circuito de engrase en la transmisión.
De acuerdo con la invención está previsto que la bomba de aceite esté situada en el exterior de la transmisión, que la carcasa esté dotada de una entrada de aceite, que la entrada de aceite esté en comunicación con el primer cojinete del árbol de salida a través de un conducto de aceite, que el casquillo para alojamiento del aro de pistón esté dotado de un pequeño orificio, que el primer cojinete exterior esté en comunicación con el cojinete axial a través de un circuito de alimentación de aceite, que el cojinete axial esté en comunicación con el cojinete de la corona a través de una oquedad, estando separada la oquedad del drenaje de aceite previsto en la carcasa de la transmisión por medio de una parte de pared, y porque el drenaje de aceite esté en comunicación con la bomba a través de un conducto de aceite.
Con la configuración del circuito de engrase según la invención resulta posible obtener revoluciones superiores de la corona de dentado interior debido a trabajarse con temperaturas más bajas, y evitando a mismo tiempo herrumbre de contacto en la transmisión planetaria. Igualmente resulta posible efectuar un engrase de cárter seco, es decir que ya no se necesita nivel de aceite dentro de la transmisión planetaria, con lo cual tampoco aparecen pérdidas por chapoteo ni aumentos de temperatura, a diferencia de las transmisiones planetarias convencionales que presentan un nivel de aceite variable que depende del sentido de giro y que repercute negativamente en la temperatura del aceite.
A continuación se describe la invención con mayor detalle sirviéndose del dibujo, estando representada en la única figura una sección a través de una transmisión planetaria de dos etapas, en particular para máquinas herramientas, donde está previsto el circuito de engrase conforme a la invención.
Ya que las transmisiones planetarias de dos etapas para máquinas herramientas son muy conocidas para el especialista, se describirán a continuación únicamente las piezas que son necesarias para entender la invención.
Se ha designado con 1 el árbol de accionamiento de la transmisión planetaria, con 2 el piñón planeta unido a aquél, con 3 el árbol de salida y con 4 un portasatélites unido a éste. Se ha designado por 13 una entrada de aceite que en el ejemplo de realización representado está previsto en las proximidades del dispositivo de conmutación 19 para el manguito deslizante 11 en la carcasa del cojinete o carcasa de la transmisión. Esta entrada de aceite está en comunicación con una bomba de aceite no representada, situada en el exterior de la transmisión, y se comunica con los primeros cojinetes exteriores 5 del árbol de accionamiento 3 a través de una conducción 16 realizada en la pared de la carcasa de la transmisión. El primer cojinete exterior 5 está separado del segundo cojinete interior 6 por un aro de pistón 8, estando dotado el aro de pistón 8 de un orificio de paso. Este orificio de paso puede ser o bien un pequeño orificio 15 en el casquillo exterior o en el casquillo interior que atraviesa el aro de pistón en dirección paralela al eje del árbol de accionamiento, o puede ser también un pequeño intersticio entre el aro de pistón 8 y el casquillo exterior, de modo que se conduce una pequeña cantidad de aceite al segundo cojinete interior 6.
El primer cojinete exterior 5 está en comunicación con el cojinete axial 9 a través de dos conductos de aceite 16', 16'' realizados en el árbol de salida, paralelos al eje longitudinal, que para evitar desequilibrios están realizados en un plano de simetría que pasa por el eje longitudinal del árbol de salida. También puede estar previsto un solo conducto de aceite o más de dos conductos de aceite.
Estos dos conductos de aceite 16', 16'' están en comunicación con un orificio 20 que atraviesa el árbol de salida perpendicularmente a su eje longitudinal; a través de este circuito de alimentación de aceite fluye el aceite del primer cojinete exterior 6 al cojinete axial 9.
El aceite fluye por lo tanto hacia el centro del árbol de salida, desde donde pasa nuevamente en sentido hacia la pared interior de la carcasa debido a la fuerza centrífuga causada por la rotación, después de haber anegado el cojinete axial 9. Debido a estar el alojamiento de cojinete cerrado por su perímetro por una parte de pared 18, se forma una oquedad 17 a través de la cual fluye el aceite hacia el cojinete 11 de la corona de dentado interior, que de este modo recibe una lubricación óptima y al mismos tiempo se refrigera, tal como es determinante para poder aumentar las revoluciones. En las transmisiones planetarias convencionales, las revoluciones máximas de la transmisión estaban limitadas por las revoluciones del cojinete de la corona de dentado interior.
El alojamiento de cojinete cerrado por la parte de pared 18 encapsula la corona de dentado interior 11 que gira a alta velocidad en marcha directa, con lo cual se impide o al menos reduce notablemente el chapoteo de la corona de dentado interior en el aceite, y se evita que el nivel de aceite dependa del sentido de giro.
El cojinete 11 de la corona de dentado interior no está en comunicación con el cojinete 12 del casquillo deslizante 26, ya que este cojinete del casquillo deslizante, que por sus reducidas dimensiones de construcción no resulta crítico en cuanto a las revoluciones, y además no tiene que soportar esfuerzos axiales ni/o radiales, se puede lubricar por niebla de aceite.
En la medida en que la transmisión planetaria esté dotada de una placa adaptadora 21 entre el árbol de accionamiento y la transmisión, ésta presenta una entrada de aceite propia 23, que se continúa con un conducto de aceite 22 para el engrase de los correspondientes cojinetes 24. Este conducto de aceite 22 está dotado de un orificio de descarga 25, para el caso de que aparezca una presión de aceite demasiado alta en la conducción 22 debido a un caudal de recirculación de aceite demasiado grande.
En un ejemplo de realización (no representado) está previsto que en lugar de la entrada de aceite 13 en las proximidades del dispositivo de conmutación 19, haya un orificio axial centrado en el árbol de salida 3, de modo que el aceite se alimenta a través de este orificio centrado a los conductos de aceite 16, 16' y 20. Para la alimentación puede servir también la entrada de aceite 13.
Es preciso señalar que también cabe la posibilidad de que la circulación de aceite sea en sentido opuesto, es decir que el drenaje de aceite 14 antes descrito sea la entrada de aceite, y la entrada de aceite 13 antes descrita sea el drenaje de aceite.
Debido al flujo continuo que atraviesa la transmisión planetaria se consigue una lubricación excelente con enfriamiento simultáneo del aceite, y también se evita la herrumbre de contacto en la transmisión.
La lubricación de cárter seco conforme a la invención evita por lo tanto un nivel de aceite con chapoteo y la elevación de temperatura que era usual hasta ahora. El engrase conseguido para los distintos componentes da lugar al mismo tiempo a poder aumentar considerablemente las revoluciones de la corona de dentado interior, reduciéndose la herrumbre de contacto. El encapsulado debido a la parte de pared 18 contribuye considerablemente a lograr estas ventajas.
Lista de referencias
1
Árbol de entrada
2
Piñón planeta
3
Árbol de salida
4
Portasatélites
5
Cojinete exterior
6
Cojinete interior
7
Carcasa
8
Aro de pistón
9
Cojinete axial
10
Corona de dentado interior
11
Cojinete de la corona
12
Cojinete del casquillo deslizante
13
Entrada de aceite
13'
Entrada de aceite
14
Drenaje de aceite
15
Orificio
16
Conducto de aceite
16'
Conducto de aceite
16''
Conducto de aceite
17
Oquedad
18
Parte de pared
19
Dispositivo de conmutación
20
Conducto de aceite
21
Placa adaptadora
22
Conducto de aceite
23
Entrada de aceite
24
Cojinete
25
Orificio de descarga
26
Manguito deslizante.

Claims (8)

1. Transmisión planetaria, en particular para máquinas herramientas, con un árbol de accionamiento que está unido a un piñón planeta, con un árbol de salida (3) que está unido a un portasatélites y que va apoyado en la carcasa de la transmisión por medio de un primer cojinete exterior (5) y un segundo cojinete interior (6), estando separados entre sí los dos cojinetes por un aro de pistón (8), con un cojinete axial (9), con una corona de dentado interior (10) dispuesta de modo giratorio en la carcasa de la transmisión por medio de un cojinete de corona (11), con un manguito deslizante (26) desplazable axialmente y con un circuito de engrase en la transmisión, caracterizada porque la carcasa está dotada de una entrada de aceite (13) que está en comunicación con una bomba de aceite situada en el exterior de la transmisión, porque la entrada de aceite está en comunicación con el primer cojinete exterior (5) del árbol de salida (3) a través de un conducto de aceite (16), porque entre el primer cojinete exterior (5) y el segundo cojinete interior (6) está colocado un aro de pistón (8) dotado de un orificio de paso para el aceite, porque el primer cojinete exterior (5) está en comunicación con el cojinete axial (9) a través de un circuito de alimentación de aceite y porque el cojinete axial (9) está en comunicación con el cojinete de la corona (11) a través de una oquedad (17), estando separada la oquedad (17) de un drenaje de aceite (14) previsto en la carcasa de la transmisión por una parte de pared (18).
2. Transmisión planetaria según la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito de alimentación de aceite consiste, entre el primer cojinete exterior (5) y el cojinete axial (9), de uno, dos o más conductos de aceite (16', 16''), que transcurren en un plano de simetría a través del eje longitudinal del árbol de salida (3), paralelos a éste, así como de un conducto de aceite (20) que comunica entre sí estos conductos de aceite, que transcurre perpendicularmente al eje longitudinal del árbol de salida (3) y lo atraviesa.
3. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la entrada de aceite (13) está prevista en el alojamiento de cojinete o en la carcasa de la transmisión.
4. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la entrada de aceite está realizada como orificio centrado en el árbol de salida (3).
5. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el orificio de paso a través del aro de pistón (8) es un pequeño orificio (15) en el casquillo exterior o en el casquillo interior que atraviesa el aro (8) en dirección paralela al eje geométrico del árbol de salida (3).
6. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el orificio de paso a través del aro de pistón (8) es un estrecho intersticio entre el aro de pistón (8) y el casquillo exterior.
7. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el caso de que haya una placa adaptadora (21) colocada entre el árbol de entrada y la transmisión planetaria, ésta está dotada de una entrada de aceite propia (23) y de un conducto de aceite propio (22), que a través de un orificio de descarga (25) está en comunicación con el interior de la transmisión.
8. Transmisión planetaria según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la entrada de aceite es el drenaje de aceite y porque el drenaje de aceite es la entrada de aceite.
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